-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Befestigen eines Funktionselements an einem Trägerteil, mit einer Klebeschicht, die mit Hilfe von elektromagnetischer Strahlung aktiviert wird.
-
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2012 003 938 A1 ist ein Nachbearbeitungsverfahren zu einem Austausch zumindest eines zumindest teilweise defekten Funktionselements einer Baugruppe durch zumindest ein Ersatzfunktionselement bekannt, wobei in zumindest einem Schritt das zumindest eine Ersatzfunktionselement in der Baugruppe positioniert wird, wobei das Ersatzfunktionselement in zumindest einem Schritt zumindest teilweise mit zumindest einem Teil der Baugruppe mittels einer Klebeschicht verklebt wird, die mittels einer UV-Strahlung zumindest teilweise ausgehärtet wird. Aus der europäischen Patentschrift
EP 0 741 842 B1 ist ein verklebbares Befestigungselement zum Halten von Bau- oder Funktionsteilen auf im Wesentlichen ebenen Trägerteilen bekannt, wobei eine Klebefläche mit einem härtbaren reaktiven Schmelzklebstoff ausgerüstet ist, welcher bei normalen Temperaturen trocken und nicht klebend ausgebildet ist und mittels Wärme- und/oder sonstiger Energiezufuhr zur Herstellung einer dauerhaften Klebeverbindung reaktivierbar ist. Aus der internationalen Veröffentlichung
WO 2008/020036 A1 ist ein Verfahren zur Fixierung eines Bauteils auf einem zu lackierenden Fügepartner bekannt, wobei ein Abschnitt einer hitzeaktivierbaren Klebefolie erhitzt wird, so dass die Klebefolie einen nicht vollständig vernetzten Zustand erreicht, wobei das Bauteil mit dem Abschnitt der nicht vollständig vernetzten hitzeaktivierbaren Klebefolie auf dem Fügepartner fixiert wird, wobei nach einem Lackiervorgang thermische Energie zu einer vollständigen Vernetzung der hitzeaktivierbaren Klebefolie führt, so dass das Bauteil dauerhaft auf dem Fügepartner fixiert ist.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, das Befestigen eines Funktionselements an einem Trägerteil, mit einer Klebeschicht, die mit Hilfe von elektromagnetischer Strahlung aktiviert wird, zu vereinfachen.
-
Die Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zum Befestigen eines Funktionselements an einem Trägerteil, mit einer Klebeschicht, die mit Hilfe von elektromagnetische Strahlung aktiviert wird, dadurch gelöst, dass das Funktionselement mindestens einen Durchgangsbereich aufweist, der für die elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, die von der Klebeschicht absorbiert wird, die aus einem thermisch aktivierbaren Klebematerial gebildet ist. Bei dem Funktionselement handelt es sich vorzugsweise um einen Bolzen mit einem Gewinde. Bei dem Trägerteil handelt es sich vorzugsweise um ein Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung umfasst des Weiteren vorteilhaft einen Roboter, insbesondere einen Fügeroboter. Der für die elektromagnetische Strahlung durchlässige Durchgangsbereich an dem Funktionselement ermöglicht besonders vorteilhaft eine industrielle Montage von Funktionselementen an Trägerteilen in großen Stückzahlen und mit einer sehr guten Reproduzierbarkeit.
-
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der für die elektromagnetische Strahlung durchlässige Durchgangsbereich als durchlässige Schicht ausgeführt ist, die mit der absorbierenden Klebeschicht verbunden ist. Die durchlässige Schicht ist vorteilhaft aus einem Kunststoffmaterial gebildet, das für die elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, die von der Klebeschicht absorbiert wird. Bei dem Kunststoffmaterial handelt es sich zum Beispiel um ein thermoplastisches Kunststoffmaterial, das gegebenenfalls mit einem elastomeren Kunststoffmaterial kombiniert sein kann.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement einen Bolzenschaft aufweist, der von der durchlässigen Schicht ausgeht, die einen Bolzenkopf darstellt. Der Bolzenschaft und die durchlässige Schicht sind vorteilhaft aus dem gleichen Material gebildet. Demzufolge ist der Bolzenschaft einstückig mit der durchlässigen Schicht verbunden. Die absorbierende Schicht ist vorteilhaft stoffschlüssig mit der durchlässigen Schicht verbunden.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzenschaft ein Außengewinde aufweist. Das Außengewinde dient vorteilhaft zum Anbringen von weiteren Funktionsteilen, zum Beispiel von Interieurteilen und/oder Exterieurteilen eines Kraftfahrzeugs.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil aus einem Blechmaterial gebildet ist. Bei dem Blechmaterial handelt es sich zum Beispiel um Stahlblech, wie es zur Herstellung von Karosseriebauteilen von Kraftfahrzeugen verwendet wird. Der Bereich, wo das Funktionselement an dem Trägerteil angebracht wird, ist vorteilhaft im Wesentlichen eben ausgeführt.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Roboter umfasst, an welchem eine Strahlungsquelle angebracht ist, die mit einer Greifeinrichtung kombiniert ist. Das liefert den Vorteil, dass das Funktionselement zum Einen auf einfache Art und Weise mit Hilfe des Roboters an dem Trägerteil positioniert werden kann. Darüber hinaus kann das positionierte Funktionselement dann mit der Strahlungsquelle schnell und stabil an dem Trägerteil befestigt werden, indem das Klebematerial in der Klebeschicht durch die Strahlung von der Strahlungsquelle aktiviert wird.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Greifeinrichtung durch ein zentrales Durchgangsloch in der Strahlungsquelle hindurch erstreckt. Dadurch werden auf einfache Art und Weise Relativbewegungen der Greifeinrichtung relativ zu der Strahlungsquelle, und umgekehrt, ermöglicht. So kann das Funktionselement zunächst mit Hilfe der Greifeinrichtung gegriffen und an dem Trägerteil positioniert werden. Dann kann die Strahlungsquelle relativ zu der Greifeinrichtung mit dem Funktionselement bewegt werden, um in der Nähe des für die Strahlung durchlässigen Bereichs an dem Funktionselement angeordnet zu werden.
-
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem Funktionselement eine Hilfsgeometrie vorgesehen ist, die von der Greifeinrichtung umgriffen wird. Die Greifeinrichtung ist zum Beispiel als Backenfutter, insbesondere als Dreibackenfutter, ausgeführt. Die Hilfsgeometrie umfasst zum Beispiel einen Haltepin oder Haltestift, der an dem Funktionselement befestigt ist. Die Hilfsgeometrie vereinfacht das Greifen des Funktionselements mit der Greifeinrichtung. Die Greifeinrichtung kann gegebenenfalls aber auch so ausgeführt und angeordnet werden, dass das Funktionselement direkt mit der Greifeinrichtung gegriffen werden kann.
-
Bei einem Verfahren zum Befestigen eines Funktionselements mit Hilfe einer vorab beschriebenen Vorrichtung, ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass das Funktionselement mit dem Roboter an dem Trägerteil positioniert wird, bevor die Klebeschicht mit Hilfe der Strahlungsquelle aktiviert wird, die durch den Durchgangsbereich des Funktionsteils elektromagnetische Strahlung emittiert, die so von der Klebeschicht absorbiert wird, dass das Funktionselement stoffschlüssig mit dem Trägerteil verbunden wird. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine schnelle und effektive industrielle Montage der Funktionsteile an den Trägerteilen ermöglicht.
-
Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch einen Roboter mit einer vorab beschriebenen Vorrichtung.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
-
1 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer Vorrichtung zum Befestigen eines Funktionselements an einem Trägerteil mit Hilfe einer Greifeinrichtung, die mit einer Strahlungsquelle kombiniert ist;
-
2 die Strahlungsquelle mit der Greifeinrichtung aus 1 in einem Querschnitt;
-
3 das Trägerteil aus 1 mit dem Funktionselement beim Einbringen von elektromagnetischer Strahlung und
-
4 eine vereinfachte Darstellung eines Roboters mit einer Vorrichtung, wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist.
-
In den 1 und 2 ist eine Vorrichtung 1 zum Befestigen eines Funktionselements 3 an einem Trägerteil 5 vereinfacht in verschiedenen Schnittansichten dargestellt. Die Schnittdarstellung der 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Funktionselement 3.
-
Bei dem Trägerteil 5 handelt es sich zum Beispiel um ein Stahlblechteil 6 einer Kraftfahrzeugkarosserie. Bei dem Funktionselement 3 handelt es sich zum Beispiel um einen Bolzen 10 mit einem Bolzenkopf 11, von dem ein Bolzenschaft 12 ausgeht. Der Bolzenschaft 12 ist mit einem Außengewinde 14 versehen.
-
Der Bolzenkopf 11 umfasst zur Darstellung eines Durchgangsbereichs 20 für elektromagnetische Strahlung eine durchlässige Schicht 21. Auf seiner dem Bolzenschaft 12 abgewandten Stirnfläche weist der Bolzenkopf 11 eine absorbierende Klebeschicht 22 auf, die stoffschlüssig mit der durchlässigen Schicht 21 verbunden ist.
-
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Strahlungsquelle 30 und eine Greifeinrichtung 32. Die Greifeinrichtung 32 umfasst zum Beispiel ein Backenfutter 33 mit drei Backen. An dem Funktionselement ist ein Haltepin 34 befestigt, der eine Hilfsgeometrie für die Greifeinrichtung 32 darstellt.
-
Der Haltepin 34 kann einfach und schnell mit der Greifeinrichtung 32 gegriffen werden. Das liefert den Vorteil, dass beim Greifen mit der Greifeinrichtung 32 keine Beschädigungen an dem Außengewinde 14 des Bolzens 10 hervorgerufen werden.
-
Die Greifeinrichtung 32 erstreckt sich durch ein zentrales Durchgangsloch 35 der Strahlungsquelle 30. Dadurch wird auf einfache Art und Weise, wie in 1 durch einen Doppelpfeil 36 angedeutet ist, eine Relativbewegung der Strahlungsquelle 30 relativ zu der Greifeinrichtung 32, und umgekehrt, ermöglicht.
-
Das Funktionselement 3 ist für die von der Strahlungsquelle 30 emittierenden Wellen durchlässig. Bei der Strahlungsquelle 30 handelt es sich zum Beispiel um eine Lichtquelle. Mit Hilfe der von der Strahlungsquelle 30 emittierten Wellen kann die absorbierende Klebeschicht 22 thermisch aktiviert werden.
-
Für einen Montagevorgang oder Fügevorgang wird das Funktionselement 3 mit dem thermisch aktivierbaren Kleber an der Greifeinrichtung 32 befestigt.
-
In 3 ist durch Wellenlinien 38 Strahlungsenergie angedeutet, die von der Strahlungsquelle (30 in 2) emittiert wird. Die von der Strahlungsquelle 32 emittierte Strahlungsenergie 38 durchdringt das Funktionselement 3 in dem Durchgangsbereich 20 und wird von der absorbierenden Klebeschicht 22 absorbiert.
-
In 4 ist ein Roboter 40 vereinfacht dargestellt. Der Roboter 40 umfasst drei gelenkig miteinander verbundene Roboterarme 41 bis 43. An einem freien Ende des Roboterarms 43 ist die in den 1 und 2 dargestellte Vorrichtung 1 angebracht.
-
Mit dem Roboter 40 wird das Funktionselement 3 in eine dafür vorgesehene Position an dem Trägerteil 5 gebracht. Anschließend wird die Lichtquelle (30 in den 1 und 2) aktiviert, worauf die Lichtquelle Wellen 38 emittiert.
-
Die Wellen 38 treten durch die durchlässige Schicht 21 und werden kontrolliert von der absorbierenden Klebeschicht 22 absorbiert, worauf das Funktionselement 3 mit dem Trägerteil 5 eine stoffschlüssige Verbindung eingeht.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102012003938 A1 [0002]
- EP 0741842 B1 [0002]
- WO 2008/020036 A1 [0002]